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文檔簡介
1.一底面積為45x50cm2,高為1cm的木塊,質(zhì)量為5kg,沿涂有潤滑油的斜面向下作等速運(yùn)動,木塊運(yùn)動速度u=1m/s,油層厚度1cm,斜坡角22.620(見圖示),求油的粘度。解:木塊重量沿斜坡分力F
與
切
力
T平
衡
時(shí),
等
速
下
滑 2.某處設(shè)置安全閘門如圖所示,閘門寬b=0.6m,高h(yuǎn)1=1m,鉸接裝置于距離底h2=0.4m,閘門可繞A
點(diǎn)轉(zhuǎn)動,求閘門自動打開的水深h
為多少米。解:當(dāng)
時(shí),
閘
門
自
動
開
啟
將代
入
上
述
不
等
式得3.如圖,,上部油深h=1m,下部水深h1=2m,求:單位寬度上得靜壓力及其作用點(diǎn)。解:作用點(diǎn):合力h1h24.圓柱體,d=2m,h1=2m,h2=1m求:單位長度上所受到的靜水壓力的水平分力和鉛垂分力Pz=g(3/4)(d2)/4=10009.80.7522/4=23.09(kN)Px=g(h1/2)(h11)-g(h2/2)(h21)
=g(h12-h22)/2=14.7(kN)解:d2d121215.管道中水的質(zhì)量流量為Qm=300kg/s,若d1=300mm,d2=200mm,求流量和過流斷面1-1,2-2的平均流速解:6.已知:d=200mmH=4.5mQ=0.1(m3/s)
求:水流的總水頭損失解:H2211選1-1與2-2兩個(gè)斷面間的流動將H=z1-z2和p1=p2=0及V1=02=1.0則有7.水平面上的漸縮彎管如圖所示。已知斷面1處的壓強(qiáng)為p1=98kpa
,斷面平均流速V1=4m/s,管徑d1=200mm,d2=100mm,轉(zhuǎn)角a=450
。不計(jì)水頭損失,求:水流作用于彎管上的力RyxP102P2yaV2V1211Rx解:取整個(gè)彎管段的水體為控制體,選取圖示oxy坐標(biāo)系,設(shè)管壁對水流的作用力為Rx,Ry(假定方向如圖所示)由連續(xù)性方程,有列1-2伯努利方程RyxP102P2yaV2V1211RxRyxP102P2yaV2V1211Rx列X方向動量方程列Y方向動量方程代入有關(guān)數(shù)據(jù)得Rx=-2.328(kN)Ry=1.303(kN)利用牛頓第三定律,可得到水流對管壁的作用力,并可求得合力及合力與X方向的夾角hcP0PcHR00xccz08.已知矩形平板閘下出流。已知閘門寬B=6m,閘門前水深H=5m,閘門后收縮斷面水深,hc=1m,流量Q=30m3/s。不計(jì)水頭損失,求:水流對閘門推力解:利用連續(xù)性方程,有選取圖示斷面0-0和斷面c-c之間的水體作為控制體,設(shè)閘門對水流作用力為R,則X方向的動量方程為hcP0PcHR00xccz0代入數(shù)據(jù),得水流對閘門的作用力,利用牛頓第三定律,有
方向向右9.水由水箱經(jīng)一噴口無損失地水平射出,沖擊在一塊鉛直平板上,平板封蓋著另一油箱的短管出口。兩個(gè)出口的中心線重合,其液位高分別為h1
和h2,且h1=1.6m,
兩
出
口
直
徑
分
別
為d1=25mm,d2=50mm,
當(dāng)
油
液
的
相
對
密
度
為0.85時(shí),
不
使
油
液
泄
漏
的
高
度h2應(yīng)是多大(平板重量不計(jì))?解:建立水箱液面與噴口的能量方程,按照題意有,則水射流的速度為
取圖示射流邊界為控制體,根據(jù)動量原理,平板對射流的作用力為此力即為射流對平板的作用力P1,此外,平板另一側(cè)所受到的靜止油液的總壓力為P2,為保持平板對油箱短管的密封作用,須使平板在水平方向保持靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)水平方向力的作用情況,則有即10-3解:10.已知圓球繞力阻力D
與球的直徑d,來流速度U0,流體的密度、動力粘度
有關(guān),試用定理推求阻力D
的表達(dá)式。選d,U0,
為獨(dú)立基本量綱,可以組成5-3=2個(gè)π項(xiàng)寫成量綱式
按量綱和諧原理求指數(shù),對
11.渠道上設(shè)一平底單孔平板閘門泄流,上游水深H=3m,閘前水流行近流速V0=0.6m/s,閘孔寬度b=6m,下游為自由出流,閘門開度e=1.0m。今欲按長度比尺λl=10設(shè)計(jì)模型,來研究平板閘門的流量系數(shù)μ,試求:(1)模型的尺寸和閘前行進(jìn)流速V0m;(2)如果在模型上測得某點(diǎn)的流量為Qm=81.5l/s,則原型上對應(yīng)點(diǎn)的流量Q為多少?(3)閘門出流的流量系數(shù)μ為多少?
解:(1)模型尺寸設(shè)計(jì)和閘前行近流速
解題步驟因?yàn)殚l孔出流主要作用力是重力,所以按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型。模型的長度比尺為λl=10,則模型中的尺寸為上游水深
閘孔寬度
閘門開度
重力相似準(zhǔn)則條件下的流速比尺
解題步驟所以
(2)原型流量Q的計(jì)算
重力相似準(zhǔn)則條件下的流量比尺
即原型上的流量為解題步驟(3)計(jì)算流量系數(shù)μ
流量系數(shù)μ是常數(shù),在原型和模型上都相同。根據(jù)平板閘門自由出流計(jì)算公式:
由于行近流速很小,可以忽略不計(jì)H0=H,自由出流。即平板閘門閘孔出流的流量系數(shù)為0.56。
聯(lián)立求解得:
所以
,阻力或令則CD稱為阻力系數(shù),A為球在來流方向投影面積。12.已知圖
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